性能更好、擴(kuò)展更強(qiáng)　40年主板發(fā)展的那些事

主板的發(fā)展其實(shí)是和CPU的發(fā)展高度相關(guān)的。技術(shù)方面，作為CPU各項(xiàng)擴(kuò)展技術(shù)的主要承載體，主板的每次升級(jí)換代都和CPU息息相關(guān)，因此，把握住了CPU的升級(jí)脈絡(luò)實(shí)際上也就把握住了主板的升級(jí)脈絡(luò)?；仡櫄v史來(lái)看，CPU在架構(gòu)、性能升級(jí)的時(shí)候，提供的大量新技術(shù)，比如雙通道內(nèi)存、AGP總線和PCle總線等，都需要主板來(lái)承載。這40年，主板也經(jīng)歷了從XT、AT到現(xiàn)在的ATX的規(guī)格發(fā)展，芯片組廠商也出現(xiàn)了包括威盛、英偉達(dá)、SIS在內(nèi)的第三方芯片企業(yè)。但是，走到最后的依舊只有AMD和英特爾，這里面又發(fā)生了什么故事呢？讓我們一起來(lái)了解—下吧！

主板市場(chǎng)的發(fā)展在近幾年顯得不溫不火。從技術(shù)源頭來(lái)看，主板市場(chǎng)有點(diǎn)像內(nèi)存市場(chǎng)，后者被JEDEC鎖死了規(guī)格，大家只能在散熱片外觀和燈上做點(diǎn)花頭吸引消費(fèi)者。主板市場(chǎng)的規(guī)格—方面是技術(shù)完全受到英特爾和AMD控制，另一方面是原來(lái)主板上北橋芯片的大部分功能被集成到CPU中后，主板實(shí)際上只有南橋也就是IO芯片，其主要任務(wù)轉(zhuǎn)換成了CPU和系統(tǒng)擴(kuò)展的基礎(chǔ)，同時(shí)提供一些諸如音頻、輸出的接口和功能，整個(gè)產(chǎn)品技術(shù)難度降低，高度同質(zhì)化。也正是由于主板市場(chǎng)的這些特性，不少品牌在發(fā)展過(guò)程中逐漸消失，令人唏噓。接下來(lái)，本文將緊接著2017年本刊改版20周年時(shí)帶來(lái)的主板發(fā)展史，繼續(xù)續(xù)寫2017～2021年的故事。

主板的技術(shù)發(fā)展：持續(xù)升級(jí)，小步快跑

如果熟悉DIY的用戶可以對(duì)此深有感觸：如果你拿到一塊2017年的主板，再對(duì)比2021年的主板，可能發(fā)現(xiàn)他們除了部分接口的改變外，其他方面基本上沒(méi)有太大差別。主板，是整個(gè)系統(tǒng)的基石，它需要的是穩(wěn)定和可靠，外觀上的不變并不能說(shuō)明它的內(nèi)部也沒(méi)有變化。實(shí)際上，過(guò)去數(shù)年，主板—直在持續(xù)升級(jí)，小步快跑。

先來(lái)看PCle總線在主板上的變遷。從數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕嵌葋?lái)說(shuō)，主板上帶寬最寬、速度最快的總線就是PCle總線了。主板上的PCle總線分為兩類，一類是GPU直接引出用于接駁顯卡的PCle總線通道，另一類則是CPU通過(guò)互聯(lián)總線連接主板南橋，再由南橋接駁出來(lái)的PCle總線（插口）。其中前者速度最快，直連CPU，因此一般都用作和GPU、PCle接口的NVMe SSD這種高速設(shè)備相連，后者由于要通過(guò)CPU和南橋的總線互聯(lián)轉(zhuǎn)接，因此速度較慢。

英特爾在2015年的100系列芯片組上就已經(jīng)全面邁入了PCle 3.0時(shí)代。隨后發(fā)布的200系列、300系列和400系列芯片組都基本維持了和100系列芯片組類似的規(guī)格。整個(gè)主板上主要包含CPU提供的用于直連顯卡的16條PCle 3.0通道，CPU通過(guò)DMI 3.0總線連接南橋，以及南橋芯片組分出的24條PCle 3.0通道。需要說(shuō)明的是，南橋和CPU之間的連接帶寬是受到DMI總線限制的，也就是說(shuō)無(wú)論南橋掛接多少設(shè)備，其最終和CPU傳輸數(shù)據(jù)的速度不會(huì)超過(guò)DMI 3.0總線的8GT/s。這就使得當(dāng)用戶在南橋的PCle 3.0通道上掛接了一個(gè)PGle 3.0 x4帶寬的SSD時(shí)，在SSD全速讀寫的瞬間，會(huì)占滿所有DMI 3.0通道的帶寬，此時(shí)其余設(shè)備不能再通過(guò)DMI總線高速傳輸信息。

相比之下，AMD在PCle總線方面要激進(jìn)一些。在2017年AMD發(fā)布第一代銳龍系列處理器的時(shí)候，就在CPU端留夠了20條PCle 3.0總線，搭配X370主板使用時(shí)，直連CPU的除了GPU外，還可以額外掛接一個(gè)PCle 3.0 x4的設(shè)備，比如SSD。不過(guò)X370本身的規(guī)格較老，只能提供PCle 2.0的額外總線輸出，但考慮到外圍設(shè)備對(duì)帶寬要求不高，因此這樣的設(shè)計(jì)是基本夠用的。

AMD在主板總線上的又一次激進(jìn)是在2019年，隨著第三代銳龍的發(fā)布，AMD發(fā)布的X570芯片組全面普及了PCle 4.0通道。這一次，不僅CPU擁有20個(gè)PCle 4.0通道，連接CPU和X570的總線采用PCle 4.0 x4，X570芯片組還能分出12個(gè)可配置的PCle 4.0通道來(lái)。AMD在臥薪嘗膽多年后，終于在主板總線帶寬方面勝出一局，揚(yáng)眉吐氣。

英特爾將PCle 4.0納入主板規(guī)格要晚了不少。直到2021年，英特爾更換了全新的CPU架構(gòu)并推出了500系列芯片組后，整個(gè)GPU和芯片組的總線架構(gòu)才得以更新。2590芯片組終于改用了全新的PCle 4.0總線，CPU直連的總線通道數(shù)量從之前的16個(gè)提升至20個(gè)，這就意味著顯卡占據(jù)了16個(gè)通道后，還剩余4個(gè)通道給SSD直連CPU。不僅如此，2590和CPU連接的DMI3.0總線改為x8規(guī)格，也就是帶寬翻倍之16GT/s，這使得用戶即使在2590芯片組上再掛接一個(gè)PCle 3.0 x4帶寬的SSD，也不至于占滿所有DMI總線，大大緩解了總線帶寬不足的情況。

英特爾在PCle 4.0上似乎只是小小的過(guò)渡，2021年底，隨著第十二代酷睿處理器的發(fā)布，英特爾再度搶先進(jìn)入了PCle 5.0時(shí)代。2690針對(duì)總線部分進(jìn)行了全面升級(jí)，搭配第十二代酷睿處理器，2690可以提供直連CPU的16條PCle 5.0總線和4條PCle4.0總線，后者用于連接諸如SSD這樣的高速設(shè)備。此外，2690連接CPU的總線也更換至x8 DMI 4.0，其帶寬高達(dá)32GT/s，極大地緩解了主板外部設(shè)備連接的帶寬。2690本身也擁有12個(gè)PCle 4.0和16個(gè)PGle 3.0通道可以連接外部設(shè)備，極大地緩解了設(shè)備連接帶寬不足、端口不足的問(wèn)題。

除了PCle外，主板上另外一些設(shè)備端口的變化值得注意。比如NVMe端口，在Z170或者更早的時(shí)代，可能并不是主板的標(biāo)準(zhǔn)配置，但是從2270時(shí)代開(kāi)始，就很少有主板不配置這個(gè)接口了，甚至一些高端主板還會(huì)配置2個(gè)NVMe.M2接口。USB接口方面速度也一直在升級(jí)，2270時(shí)代USB接口還只是3.0規(guī)格，2370時(shí)代就將其升級(jí)至USB 3.，1 Gen 1，2490開(kāi)始支持USB 3.2Gen 2xl，2590則開(kāi)始支持USB 3.2 Gen 2x2。AMD方面也是在X570之后，開(kāi)始提供USB 3.2 Gen 2x1規(guī)范的支持，主板上開(kāi)始出現(xiàn)高速的USB-C接口。

最后再來(lái)看看CPU接口在主板上的變化。由于英特爾從第六代酷睿處理器開(kāi)始就沒(méi)有更換過(guò)核心架構(gòu)，因此從2015年的第六代酷睿處理器開(kāi)始，英特爾一直使用LGA 1151接口，直到第十代酷睿改用了LGA 1200接口。不過(guò)，即使都是LGA 1151接口，其通用性也并不好，要搭配新的處理器需要對(duì)應(yīng)相應(yīng)的主板才行，英特爾的解釋是供電設(shè)計(jì)和處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變化所致。第十代和第十一代酷睿全部采用了LGA 1200接口，有條件的主板甚至可以互換兼容使用。最新的第十二代酷睿則采用了全新的LGA 1700接口，比之前的所有接口都大了不少。AMD方面，AMD從X370主板支持的第一代銳龍?zhí)幚砥鏖_(kāi)始，就一直使用AM4接口不變，并且處理器基本保持對(duì)主板的向下兼容，方便了用戶升級(jí)換代。此外，隨著AMD Threadripper系列處理器的發(fā)布，搭配Threadripper處理器上市的X399主板采用的是Socket TR4接口，這個(gè)接口采用的和LGA類似的規(guī)格，觸點(diǎn)在主板上，擁有4094個(gè)觸點(diǎn)，是目前所有民用處理器中最大的接口，令人過(guò)目難忘。

主板的市場(chǎng)變化：幾家興起幾家消失

前文曾提到，由于主板市場(chǎng)發(fā)展受英特爾和AMD掌控，同質(zhì)化現(xiàn)象比較明顯，因此品牌運(yùn)作和產(chǎn)品宣傳對(duì)廠商能力要求就非常高了。從2017年到2021年主板市場(chǎng)的發(fā)展來(lái)看，華碩和技嘉屬于一個(gè)陣營(yíng)，其余的廠商包括華擎、微星、七彩虹、影馳、銘瑄則屬于另一個(gè)陣營(yíng)，另外還有一些廠商正在試圖進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，比如外設(shè)業(yè)界的NZXT等。當(dāng)然，有不少品牌在發(fā)展過(guò)程中由于這樣那樣的原因，最終放棄了主板市場(chǎng)，包括斯巴達(dá)克、升技、DFI、捷波、精英、昂達(dá)等品牌，也有一些品牌逐漸在銷聲匿跡，我們很少聽(tīng)到他的聲音，比如映泰。

總的來(lái)說(shuō)，主板市場(chǎng)的目前的格局還是比較穩(wěn)定的，頭部企業(yè)占據(jù)了較多的市場(chǎng)資源和渠道資源，其余的企業(yè)正在努力尋找自己獨(dú)特的定位，希望在這個(gè)市場(chǎng)上獲得自己的發(fā)展空間。希望未來(lái)的五年、十年，我們能看到主板市場(chǎng)有這么多企業(yè)存在，他們百花齊放百家爭(zhēng)鳴，這樣的市場(chǎng)，才是一個(gè)有意義的、良性發(fā)展的市場(chǎng)。